Способ измерения электрических и неэлектрических параметров

,80104.1942 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕб 3 УБЛИК Зд) С, 01 Й 19/ОО, -РЕТЕНИЯ.ТВУ САН г г й, - результвторогои четвений;М - истиннообразцо ты первог третьего ого изме значение й меры. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ,СВИДЕТ(71) Киевский ордена Ленина политех-,. . нический институт им. 50-летия Вели-. кой Октябрьской социалистической ре" волюции(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 257621, кл. 6 01 Р 19/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССР Ю 331321, кл. б 01 й 19/00, 1970(54)57) СПОСОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКтРИЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 1 ИРАМЕТРОВ, основанный на проведении четырех по" следовательных измерений, первое из которых предусматривает Фиксацию исследуемого параметра, а второе- исследуемого параметра, умноженного на кцрФФициент передачи входного .эве-: на,отлич что, с целью осуществлени типных иэмер ти и расширен раметров,при рениях,прово руют соответ и образцовую Фициент пере искомую вели параметра оп ния а ю щ и й с я тем сокращения времени при большого. числа одноний, повышения точнося класса исследуемых патретьем и четвертом иэмеиьых однократно, фикситвенно образцовую меру меру, умноженную ма коэф-; ачи входного звена, а ину х исследуемого. еделяют .из соотньшеч 1 2Х= Югйз М 4Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при реализации систем автоматического контроля, например параметрованализаторов спект ра. 5Известен способ измерения электрических и неэлектрических параметров, согласно которому исследуемый параметр фиксируют трижды, причем два первых измерения выполняют при 10 разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи, возведенном в степень, отличную от единицы, а искомую величину исследуемого параметра определяют по результатам трех перечисленных 5 измерений 1.Основной недостаток известного способа заключается в значительной затрате времени при осуществлении большого числа однотипных измерений, обусловленной необходимостью фиксацииисследуемого параметра во всех беэ исключения тактах измерения. Кроме того, сложна практическая еаЛизация, предопределяющая изменение коэффициента обратной связи.Наиболее близкий к предлагаемому способ измерения электрических и не- электрических параметров основан на проведении четырех последовательныхизмерений, первое иэ которых пре дусматривает фиксацию исследуемого параметра, второе - исследуемого параметра, умноженного на коэффициент передачи входного звена, третье исследуемого параметра вместе с об раэцовой мерой, четвертое - исследуемого параметра вместе с образцовой мерой, умноженных на коэффициент передачи входного звена, суммировании результатов второгр и третьего измерений, а также результатов первого и четвертого измерений, вычислении разности между результатами первого и второго измерений, а также разности между найденными ранее суммами, делении одной разности на дру 45 гую, умножении полученного отношения на истинное значение образцовой меры и определении искомой величины исследуемого параметра по итоговому произведению 12 ). 50 1Недостатки известного способа также связаны со значительной затратой времени при асуществлении большого числа однотипных измерений икроме того, с невысокой точностью и ограниченным классом исследуемых параметров. Значительное время измерительного процесса обусловлено тем, что исследуемый параметр задействован во всех четырех тактах измере ния. Достигаемая точность ограничена скоростью изменения исследуемого параметра. Для получения высокой точности измерения необходимо, чтобы изменение исследуемого параметра в 65 течение четырех тактов измерения было достаточно малым. Это условие либо ограничивает класс исследуемых параметров, либо предопределяет суще.ственную динамическую погрешность из 1 мерения. Предусмотренное известным способом суммирование в третьем и четвертом тактах исследуемого параметра с образцовой мерой, являющейся однородной по физической природе с исследуемым параметром, ограничивает как точность измерения, так и класс исследуемыхпараметров,поскольку невсе встречающиеся на практике Физические величины удобно суммировать.Цель изобретения - сокращение времени при осуществлении большого числа однотипных измерений, повышение точности и расширение класса исследуемых параметров.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения электрических и неэлектрических параметров, основанному на проведении четырех последовательных измерений, первое из которых предусматривает Фиксацию исследуемого параметра, а второе - исследуемого параметра, умноженного. на коэффициент передачи входного звена, при третьем и четвертом измерениях, проводимых однократно, фиксируют соответственно образцовую меру и образцовую меру, умноженную на коэффициент передачи входного звена, а искомую величину х исследуемого параметра определяют из соотношенияЯ -М Х . М,Ъ 4 гдеч ч 4 - результаты пего, второго, тре- .тьего и четвертого измерений,М - истинное значениеобразцовой меры.Способ осуществляют следующим образом,В первом такте измерения фиксируютисследуемый параметр. Учитывая, что.любую, даже существенно нелинейную,характеристику измерительного преобразователя можно с требуемой точнос-тью представить с помощью кусочно-линейной аппроксимации отрезками прямых, связь между результатом первогоизмерения Щ и величиной исследуемого параметра х следует представить в виден:ах+Ь,где м и Ь - неизвестные коэффициенты, характеризующие измерительный преобразователь и зависящие от различных Факторов (.например, дрейфа нуля и наклона характеристики иэмеритель1041942. 35 Составитель Л.МорозовТехред Т.фанта Корректор А. Дзятко Редактор А,Маковская Заказ 7120/45 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Раушская наб., д. 4/5.филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного преобразователя, изменяющихсяпод воздействием температуры и вследствие старения элементов, из которых выполнен преобразователь ), а также от величины исследуемого параметра х в силу нелинейности указанной характеристики.Во втором такте измерения Фиксируют величину исследуемого параметра х , умноженного на коэффициентпередачивходного звена. Результат второго измерения М 2 связан с исследуемым параметром х зависимостьюиг-с ахльТретий и четвеРтый такты измерения 5являются градуировочными, предназначенными для определения параметровизмерительного преобразователя. В третьем такте фиксируют образцовую мбруФ . Результат третьего измерения,М связан с параметрами измеритель-. 0ного преобразователя соотношением .мз: о м+ь,В четвертом такте измерения фиксируется образцовая мера М, уиножен ная на коэффициент преобразован явходного звена, Результат четвертого измерения Й можно предоставитьв видей 4 аКю ь.. 30Решая полученные четыре уравненияотносительно х , имеем Анализ этого выражения показыва- : ет, что итоговый результат измерения не зависит от коэффициентов 4,. Ь , Й , т.е. не завиоит от дрейфа нуля, наклона и нелинейностц характеристики измерительного преобразователя, коэффициента передачи входно го звена, а также от изменения указанных величин под воздействием тем-,пературы окружающей среды и вследствиестарения элементов, из которых выполнен измерительный преобразователь.Временные затраты на проведение большого числа однотипных измерений приприменении предлагаемого способа значительно сокращаются. Так,исследуемый параметр в данном случае задействован только в двух тактах измерения.Остальные два такта измерения являются градуировочными, т.е. их выполняют только один раз перед началом измерительного процесса. Временные затраты сокращаются также за счет упрощения .алгоритма обработки. В частности, при определении каждого из параметров по предлагаемому способу извремени вычислений исключается времяна выполнение операций суммирования,имеющих место в известных способах.Исследуемый параметр задействовантолько в двух тактах, поэтому обеспечивается существенное расширение класса исследуемых параметров путем включения в него таких параметров, при измерении которых динамическая погрешность, обусловленная изменением ихв течение двух тактов измерительногопроцесса, нЕ превысит аналогичногозначения при применении известныхспособов. Точность измерения, обеспечиваемая предлагаемым способом, повышается также эа счет исключенияпогрешностей от операций суммирования исследуемого параметра и образцовой меры. Поскольку в данном случае подобное суммирование отсутствуеткласс исследуемых параметров расширяется на такие физические величины(например, температура, длина волныизлучения ), суммирование которых является затруднительным или связанос большими погрешностями, хотя исуществуют меры для точного воспроизведения этих величин.